Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
–O– связь между фосфорной кислотой и двумя другими соединениями
–O– linkage between phosphoric acid and two other compounds
В химии фосфодиэстерная связь образуется, когда ровно две гидроксильные группы (–OH) в фосфорной кислоте реагируют с гидроксильными группами других молекул, формируя две эфирные связи. Эта связь представлена структурой –C–O–PO2–O–C–. Обсуждение фосфодиэстеров в основном связано с их широким распространением в ДНК и РНК, однако фосфодиэстеры встречаются и в других биомолекулах, например, в белках-носителях ацила, фосфолипидах и циклических формах ГМФ и АМФ (цГМФ и цАМФ). В ДНК задействована дезоксирибоза, а в РНК – рибоза. Для образования фосфодиэстерной связи, соединяющей нуклеозиды, происходит расщепление трифосфатных или дифосфатных форм нуклеотидных строительных блоков с выделением энергии, необходимой для протекания ферментативно-катализируемой реакции. Например, в процессе репликации ДНК образование фосфодиэстерных связей катализируется ферментом ДНК-полимеразой, использующим пару ионов магния и другие вспомогательные структуры. Фосфодиэстеры несут отрицательный заряд при pH 7. Этот отрицательный заряд притягивает гистоны, ионы металлов, такие как магний, и полиамины. Отталкивание между этими отрицательными зарядами влияет на конформацию полинуклеиновых кислот.
In chemistry, a phosphodiester bond occurs when exactly two of the hydroxyl groups (|\sOH) in phosphoric acid react with hydroxyl groups on other molecules to form two ester bonds. The "bond" involves this linkage |C\sO\sPO2 O\sC. Discussion of phosphodiesters is dominated by their prevalence in DNA and RNA, but phosphodiesters occur in other biomolecules, e. g. acyl carrier proteins, phospholipids and the cyclic forms of GMP and AMP (cGMP and cAMP). The involved saccharide groups are deoxyribose in DNA and ribose in RNA. In order for the phosphodiester bond to form, joining the nucleosides, the tri phosphate or di phosphate forms of the nucleotide building blocks are broken apart to give off energy required to drive the enzyme catalyzed reaction. In DNA replication, for example, formation of the phosphodiester bonds is catalyzed by a DNA polymerase enzyme, using a pair of magnesium cations and other supporting structures. Phosphodiesters are negatively charged at pH 7. The negative charge attracts histones, metal cations such as magnesium, and polyamines [needs citation]. Repulsion between these negative charges influences the conformation of the polynucleic acids.
Разрыв фосфодиэстерной связи
Гидролиз (разрыв) фосфодиэфирных связей может быть ускорен несколькими способами. Фосфодиэстеразы – это ферменты, катализирующие гидролиз фосфодиэфирной связи. Эти ферменты участвуют в репарации последовательностей ДНК и РНК, утилизации нуклеотидов, а также в превращении цГМФ и цАМФ в ГМФ и АМФ соответственно. Гидролиз фосфодиэфирной связи также может происходить химически и спонтанно, без участия ферментов. Например, рибоза (в РНК) содержит на одну гидроксильную группу больше, чем дезоксирибоза (в ДНК), что делает РНК менее стабильной и более подверженной щелочному гидролизу, при котором относительно высокие значения pH индуцируют разрыв фосфодиэфирной связи между двумя рибонуклеотидами. Относительная нестабильность РНК при атаке гидроксильной группой ее фосфодиэфирных связей делает ее непригодной для хранения геномной информации, но способствует ее полезности в процессах транскрипции и трансляции.
Hydrolysis (breaking) of phosphodiester bonds can be promoted in several ways. Phosphodiesterases are enzymes that catalyze the hydrolysis of the phosphodiester bond. These enzymes are involved in repairing DNA and RNA sequences, nucleotide salvage, and in the conversion of cGMP and cAMP to GMP and AMP, respectively. Hydrolysis of the phosphodiester bond also occurs chemically and spontaneously, without the aid of enzymes. For example, simple ribose (in RNA) has one more hydroxyl group than deoxyribose (in DNA), making the former less stable and more susceptible to alkaline hydrolysis, wherein relatively high pH conditions induce the breaking of the phosphodiester linkage between two ribonucleotides. The relative instability of RNA under hydroxyl attack of its phosphodiester bonds makes it inadequate for the storage of genomic information, but contributes to its usefulness in transcription and translation.